馬榕燦，李志建，胡惠影，崔明玉

（河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001）

釀酒酵母與異常威克漢姆酵母發(fā)酵面團(tuán)特性比較研究

馬榕燦，李志建*，胡惠影，崔明玉

（河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001）

研究了釀酒酵母與異常威克漢姆酵母的生長(zhǎng)條件及對(duì)面團(tuán)發(fā)酵特性的影響，結(jié)果顯示：釀酒酵母YT-1最適生長(zhǎng)溫度為16～28℃，最適生長(zhǎng)pH為4.5～7.5；異常威克漢姆酵母YT-2最適生長(zhǎng)溫度為20～28℃，最適生長(zhǎng)pH為3.5～7.5；兩種酵母對(duì)面團(tuán)pH的影響沒有顯著差異。與釀酒酵母YT-1相比，YT-2發(fā)酵面團(tuán)產(chǎn)氣緩慢，但較為持久，且發(fā)酵面團(tuán)中存在較多的還原糖。

釀酒酵母；異常威克漢姆酵母；面團(tuán)；發(fā)酵

0 引言

饅頭是我國(guó)的傳統(tǒng)食品[1]，也是北方人民餐桌上必不可少的食物[2]。酵母菌在發(fā)酵過程中起主導(dǎo)作用，可產(chǎn)生多種揮發(fā)性化合物和大量的CO2，使面團(tuán)具有一定的色香味及形狀[3-4]。因此，酵母種類是饅頭面團(tuán)發(fā)酵過程中至關(guān)重要的因素?，F(xiàn)代饅頭生產(chǎn)多采用活性干酵母作為發(fā)酵劑，而傳統(tǒng)的饅頭是采用酵子或老面等傳統(tǒng)發(fā)酵劑蒸制而成。傳統(tǒng)發(fā)酵劑是含有多個(gè)菌種的混合發(fā)酵劑[5]，除了釀酒酵母之外，還含有大量的非釀酒酵母。

釀酒酵母最早被應(yīng)用于制作面包及釀酒，在發(fā)酵食品及生物工程等領(lǐng)域扮演著十分重要的角色。非釀酒酵母最初被認(rèn)為是發(fā)酵過程中的有害菌群，但隨著研究的深入，人們開始逐漸改變對(duì)非釀酒酵母的認(rèn)識(shí)，發(fā)現(xiàn)其在食品發(fā)酵過程中也發(fā)揮著不可忽視的作用。一些非釀酒酵母可以產(chǎn)生酯類、高級(jí)醇、甘油、醛和琥珀酸等風(fēng)味物質(zhì)以及生物轉(zhuǎn)化過程中所需要的酶類如蛋白酶、葡聚糖酶、糖苷酶等[6-9]。

作者以分離自傳統(tǒng)酵子發(fā)酵劑的一株釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）及一株非釀酒酵母——異常威克漢姆酵母（Wickerhamomyces anomalus）[10-13]為研究對(duì)象，研究其菌種生長(zhǎng)特性，并對(duì)比兩種酵母發(fā)酵面團(tuán)的特性，為非釀酒酵母菌種應(yīng)用于饅頭面團(tuán)的發(fā)酵提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 菌株、培養(yǎng)基與儀器設(shè)備

1.1.1 菌株

釀酒酵母YT-1、異常威克漢姆酵母YT-2：河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室提供。

1.1.2 培養(yǎng)基

YPD液體培養(yǎng)基（g/L）：酵母膏10、蛋白胨20、葡萄糖20。

1.1.3 主要儀器與設(shè)備

YX280A高壓滅菌鍋：上海三中醫(yī)療有限公司；HWS-180智能恒溫恒濕箱：鄭州比朗儀器有限公司；SP-DJ垂直凈化工作臺(tái)：上海浦東物理化學(xué)儀器廠；FE20pH計(jì)：梅特勒-托利多上海儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 酵母菌菌種的活化和菌懸液制備

取酵母菌斜面菌種，使用接種環(huán)接種到滅菌后的10 mL YPD液體培養(yǎng)基，32℃培養(yǎng)12 h，制得種子液，吸取2%種子液接種到200 mL無(wú)菌YPD液體培養(yǎng)基，同樣培養(yǎng)條件下，恒溫振蕩培養(yǎng)24 h。

1.2.2 酵母菌最適生長(zhǎng)溫度和pH的測(cè)定

吸取2%種子液接種到200 mL無(wú)菌YPD液體培養(yǎng)基，在相同pH值、不同溫度下振蕩培養(yǎng)24 h，吸取0.5 mL菌懸液，稀釋一定倍數(shù)在600 nm處測(cè)OD值，其中YPD液體培養(yǎng)基用來(lái)調(diào)零和稀釋。按照同樣方法，在最適溫度、不同pH值下振蕩培養(yǎng)24 h，測(cè)定其OD值。

1.2.3 面團(tuán)制作

稱取面粉100 g，酵母菌108CFU/g，水45 mL，加入攪拌機(jī)中攪拌12 min，揉制成面團(tuán)，置于35℃、RH 75%～85%的醒發(fā)箱中發(fā)酵，定時(shí)取出，對(duì)面團(tuán)的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。

1.2.4 面團(tuán)相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定

揉制成面團(tuán)，參照劉長(zhǎng)虹等[14]的方法，分別對(duì)發(fā)酵不同時(shí)間面團(tuán)的發(fā)酵力進(jìn)行測(cè)定。參照蘇東民等[15]的方法測(cè)定面團(tuán)的pH值和TTA。參照吳遜等[16]的方法測(cè)定面團(tuán)中的還原糖含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 最適生長(zhǎng)溫度的測(cè)定

在不同溫度下，根據(jù)培養(yǎng)液中酵母菌生物量的多少，確定其最適生長(zhǎng)溫度。由圖1可見，在16～28℃時(shí)，YT-1生物量無(wú)顯著差異（P＞0.05），與 20～28℃相比，在16℃低溫培養(yǎng)狀態(tài)下，非釀酒酵母菌YT-2的生長(zhǎng)受到顯著抑制。當(dāng)溫度高于28℃時(shí)，兩種酵母菌的生長(zhǎng)均受到顯著影響（P＜0.05），尤其是YT-2，在培養(yǎng)溫度上升到40℃時(shí)，菌數(shù)下降明顯，耐高溫能力較差。

圖1 不同溫度下酵母菌數(shù)量的變化Fig.1 Changes in the number of yeast at different temperatures

2.2 最適生長(zhǎng)pH的測(cè)定

在24℃下，根據(jù)不同pH培養(yǎng)液的生物量，確定合適的生長(zhǎng)pH。如圖2所示、YT-1在pH4.5～7.5的條件下均生長(zhǎng)良好，當(dāng)pH下降到3.0～4.0時(shí)受到顯著抑制（P＜0.05）；YT-2在 pH 為 3.5～7.5之間無(wú)顯著性變化（P＞0.05），在pH為3時(shí)，生物量顯著性降低（P＜0.05）。YT-1和YT-2都具有耐酸能力，且YT-2耐酸能力強(qiáng)于YT-1。

圖2 不同pH下酵母菌數(shù)量的變化Fig.2 Change in the number of yeast at different pH levels

2.3 發(fā)酵力的測(cè)定

面團(tuán)發(fā)酵是由酵母的生命活動(dòng)所維持的，在發(fā)酵的前期，面團(tuán)內(nèi)有大量的空氣，利用所含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，酵母進(jìn)行旺盛的有氧呼吸，進(jìn)而產(chǎn)生大量氣體，使面團(tuán)的體積逐漸增大。采用量筒法測(cè)定面團(tuán)增加的體積，進(jìn)而判斷酵母發(fā)酵力的強(qiáng)弱，如圖3所示。兩種酵母在發(fā)酵初期進(jìn)行旺盛的有氧呼吸，發(fā)酵速度較快。發(fā)酵一定時(shí)間后，面團(tuán)體積平穩(wěn)，保持不變。YT-1在發(fā)酵初期以較快的速度達(dá)到面團(tuán)體積最大值，在發(fā)酵2 h之后，面團(tuán)體積處于平穩(wěn)階段。在0～3 h之間，YT-2進(jìn)行緩慢發(fā)酵，面團(tuán)體積逐漸增加到最大值，在3 h之后，面團(tuán)體積處于平穩(wěn)階段。從整體來(lái)講，YT-1發(fā)酵速度快于YT-2但產(chǎn)氣持續(xù)時(shí)間明顯短于YT-2。

圖3 發(fā)酵力的測(cè)定Fig.3 Determination of fermenting power

2.4 面團(tuán)pH和TTA的測(cè)定

pH和TTA是評(píng)判面團(tuán)質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，在面團(tuán)發(fā)酵過程中，隨著酵母菌的代謝作用，產(chǎn)生各類酸性物質(zhì)，隨著酸性物質(zhì)的不斷積累，從而引起面團(tuán)pH值和TTA的變化。如圖4和圖5所示，添加YT-1和YT-2的面團(tuán)pH呈下降趨勢(shì)，TTA呈上升趨勢(shì)。從整體來(lái)看，兩種酵母發(fā)酵面團(tuán)pH值變化較小，表明YT-1和YT-2酸化能力相當(dāng)。而在發(fā)酵的初期，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較為豐盛，以較快的速度不斷進(jìn)行發(fā)酵，產(chǎn)生酸性物質(zhì)，pH值在初期相對(duì)下降較快，在發(fā)酵后期，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)匱乏，酵母發(fā)酵作用明顯減弱，pH值下降較為緩慢。

圖4 面團(tuán)發(fā)酵過程中pH變化Fig.4 Change of pH in dough fermentation

圖5 面團(tuán)發(fā)酵過程中TTA變化Fig.5 Change of TTA in dough fermentation

2.5 面團(tuán)還原糖的測(cè)定

酵母的代謝作用在面團(tuán)發(fā)酵過程中是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，面粉中糖類被酶分解成單糖，酵母利用這些單糖進(jìn)行呼吸和發(fā)酵作用。面團(tuán)發(fā)酵24 h還原糖含量變化如圖6所示，釀酒酵母YT-1和非釀酒酵母YT-2對(duì)于糖的消耗能力不盡相同。YT-1發(fā)酵面團(tuán)的還原糖含量在0～4 h減少較快，在4～24 h之間趨于穩(wěn)定。而YT-2發(fā)酵面團(tuán)的還原糖含量在0～8 h有所增加，在8～20 h之間趨于穩(wěn)定，在20～24 h之間逐漸減少。表明YT-1對(duì)還原糖消耗較快，而YT-2消耗較為緩慢，與發(fā)酵力結(jié)果一致，釀酒酵母YT-1發(fā)酵速度快，較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡，而非釀酒酵母YT-2發(fā)酵速度緩慢，持續(xù)時(shí)間久。

圖6 面團(tuán)發(fā)酵過程中還原糖含量變化Fig.6 Change of reducing sugar content in dough fermentation

3 結(jié)論

釀酒酵母YT-1和異常威克漢姆酵母YT-2的最適生長(zhǎng)溫度范圍分別為16～28℃和20～28℃；釀酒酵母YT-1耐高溫能力高于異常威克漢姆酵母YT-2，但其耐酸能力低于異常威克漢姆酵母。添加兩種酵母對(duì)面團(tuán)體積及還原糖含量影響存在差異，對(duì)面團(tuán)pH值的影響沒有顯著差異。在發(fā)酵初期，釀酒酵母YT-1發(fā)酵速度快于異常威克漢姆酵母YT-2并產(chǎn)生大量的氣體，而面團(tuán)內(nèi)還原糖含量明顯少于添加異常威克漢姆酵母的面團(tuán)樣品。添加異常威克漢姆酵母的面團(tuán)在發(fā)酵初期存在大量還原糖，隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，面團(tuán)內(nèi)還原糖含量呈現(xiàn)先上升后緩慢下降的趨勢(shì)。

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CHARACTERISTICS OF SACCHAROMYCES CEREVISIAE AND WICKERHAMOMYCES ANOMALUS IN DOUGH FERMENTATION

MA Rongcan,LI Zhijian，HU Huiying，CUI Mingyu
（School of Food Science and Technology，Henan University of Technology，Zhengzhou450001，China）

Yeast plays an important role in the fermentation process，which will produce a variety of volatile compounds and a large number of CO2and endow the dough certain quality. The growth and dough fermentation characteristics of Saccharomyces cerevisiae and Wickerhamomyces anomalus were examined and compared in the present study. The results showed that the optimal growth temperature range of yeast YT-1 and YT-2 were 16 to 28 ℃and 20 to 28 ℃, respectively, and the optimal growth pH range of the above two yeasts were 4.5～7.5 and 3.5～7.5, respectively. The high temperature resistant ability of yeast YT-1 was higher than that of yeast YT-2, but its acid resistant ability was lower than YT-2 yeast. There was no significant difference between the effect of the two yeast strains on dough pH. Compared with Saccharomyces cerevisiae YT-1, YT-2 fermentation dough produced gas was slower but more lasting，and more reducing sugar existed.

Saccharomyces cerevisiae；Wickerhamomyces anomalus；dough；fermentation

TS 213.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

1673-2383(2017)05-0022-04

http://kns.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20171030.0936.010.html

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2017-10-30 9:36:34

2017-01-20

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201303070）

馬榕燦(1993—)，女，河南平頂山人，碩士研究生，研究方向?yàn)榘l(fā)酵面制品。

*通信作者